关于雾霾课件

关于雾霾关于雾霾1雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾霾的形成机制—内因与外因需要注意的问题雾与霾2在我国改革开放以前,经济相对欠发达时期,都市霾是极少见到的,因而并未引起人们的注意。由于经济规模的迅速扩大和城市化进程的加快,大气颗粒物污染日趋严重,由颗粒物造成的能见度恶化事件越来越多,因而在观测实践中,常常会碰到和视程障碍相关联的天气现象定名问题,即当能见度小于10km时,造成视程障碍的天气现象称为霾（Haze）。

在我国改革开放以前,经济相对欠发达时期,都市霾是极少见到3雾：近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，水平能见度＜1km，相对湿度接近100%（饱和）霾：大量极细微的干尘粒、烟粒、盐粒等均匀地游浮在空中，使水平能见度＜10km的空气普遍浑浊的现象。出现霾时，空气一般来说比较干燥，相对湿度在80%以下。雾霾雾与霾的定义引自中国气象科学院雾：近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，水4

雾（Fog）与霾（Haze）的区别

霾与雾的区别在于发生霾或雾时的相对湿度一般相对湿度<80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的相对湿度>90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的相对湿度介于80%～90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的,但其主要成分是霾。雾（Fog）与霾（Haze）的区别霾与雾的区别在于发生5霾的厚度比较厚，可达1～3km左右，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，因而在霾中能见度非常均匀；霾粒子的尺度比较小，从0.001μm到10μm，平均直径大约在1～2μm左右,肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，易散射波长较长的光，因而霾看起来呈黄色或橙灰色在城市严重空气污染地区，霾可以频繁出现，又主要呈橙灰色，而且城市污染大气气溶胶中有许多黑碳粒子,因而也将其称之为灰霾。霾的厚度比较厚，可达1～3km左右，与晴空区之间没有明显的边62013年1月1日至10月31日全国霾日数分布图我国中东部地区霾日数异常偏多2013年全国平均霾日数为35.9天，为1961年以来最多。中东部地区雾和霾天气多发，华北中南部至江南北部的大部分地区雾和霾日数范围为50～100天，部分地区超过100天。江苏超过100天，与常年同期相比，河北、北京、山东、河南、江苏、浙江等地偏多40天以上。引自中国气象科学院2013年1月1日至10月31日全国霾日数分布图我国中东部地78四季霾日变化缓慢上升平稳阶段快速上升快速上升平稳阶段缓慢上升春季夏季秋季冬季

霾日的季节差异不大可能与污染源排放的差异有关，可能更主要与大气环流条件（包括风场、层结条件、水汽、温度以及降水等条件）有关1961-2011年不同季节全国平均霾日数的历年变化（单位：天）(黑色粗实线为1981-2010气候平均；红色虚线表示9点平滑曲线)（丁一汇，柳艳菊等，2013）8四季霾日变化缓慢上升平稳阶段快速上升快速上升平稳阶段缓慢上1961-2011年全国平均能见度的历年变化（单位：级）(黑色粗实线为1981-2010气候平均；红色虚线表示9点平滑曲线)（丁一汇，柳艳菊等，2013）能见度近20年能见度恶化4-10km1961-2011年全国平均能见度的历年变化（单位：级）(黑9雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾内因与外因需要注意的问题雾与霾10大气颗粒物（气溶胶）大气中含有大量气溶胶粒子（颗粒物） 可高达107——108粒子/cm3粒径大小可覆盖四个量级，

几个纳米（nm)到100微米(m)大气颗粒物（气溶胶）11

环境大气颗粒物粒径分布02468100.010.1110100颗粒物空气动力学直径(µm)RelativeConcentration细粒子粗粒子PM10PM2.5TSPPM0.1扬尘

海盐、花粉等硫酸盐硝酸盐氨盐有机物碳黑重金属等

碳超细粒子CondensationDroplet总悬浮颗粒物可吸入颗粒物细颗粒物超细颗粒物环境大气颗粒物粒径分布02468100.010.1110112

PM10,PM2.5,

和超细颗粒物PM0.1的比较PM10(10mm)PM2.5(2.5mm)UltrafinePM(0.1mm)

人发(60mm

直径)PM2.5(2.5mm)PM10(10mm)

三者直径的比较（引自M.Walsh）PM10,PM2.5,

和超细颗粒物PM0.1的比较13关于雾霾课件14关于雾霾课件15主要研究成果－证实大气灰霾主要来自PM2.5颗粒物质量浓度与能见度的关糸主要研究成果－证实大气灰霾主要来自PM2.5颗粒物质量浓度与16消光系数包括以下四个部分：

Bext=Bag+Bap+Bsg+BspBag：气体分子吸收系数，主要是NO2的吸收Bsg

：气体分子瑞利散射，即洁净空气的散射贡献Bap：颗粒物吸收消光系数，黑碳和有机物等吸收Bsp

：颗粒物散射消光系数，硫酸盐、硝酸盐、有机物等散射城市大气颗粒物消光占大气组分总消光80%~90%，起消光作用的主要粒径段为0.1~2.5μm，因此主要是细粒子（PM2.5）的消光作用细粒子中大部分散射消光组分具有吸湿性，进而显著改变组分的消光效率，因此需要考虑颗粒物中水分（相对湿度）对消光的影响能见度下降是由大气组分的消光造成的消光系数包括以下四个部分：能见度下降是由大气组分的消光造成的17

局地污染区域输送全球变化PM2.5小粒子~环境大问题气候棕色云灰霾健康酸雨局地污染区域输送全球变化PM2.5小粒子~环境大问题18小粒子大问题局地大气污染负面的健康效应城市能见度下降区域大气污染酸沉降，对湖泊、森林等生态系统造成危害水体富营养化，影响水体质量全球大气污染影响地球辐射平衡，以及全球变化平流层臭氧损耗提供反应表面并催化小粒子大问题局地大气污染负面的健康效应区域大气污染酸沉降，19关于雾霾课件20细颗粒物对心血管系统的影响肺部神经反射肺部炎症反应机体炎症反应氧化应激内皮功能障碍白细胞和血小板活化急性期反应和凝集因子释放板块破裂血栓形成心肌梗塞自主神经系统自律性传导性复极化心律不齐心律、心率动脉粥样硬化形成和板块不稳定大气颗粒物（修改自R.D.Brook，2004）研究表明，细颗粒物可导致人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生育系统、神经系统、遗传系统的影响，但机制非常复杂，目前很多影响和机制尚不清楚细颗粒物对心血管系统的影响肺部神经反射肺部炎症反应机体炎症反21空气污染位列十大全球致死风险因子成年人每天需吸入10~15立方米的空气。平均每天有80%左右的时间是在室内度过的。室内、外空气的清洁程度都与人的健康关系密切全球每年600多万人因空气污染致死Source：TheGlobalBurdenofDisease,2010该报告由IHME权威发布。是由50个国家303个研究机构的488名学者共同研究的成果空气污染位列十大全球致死风险因子成年人每天需吸入10~15立22中国十大致死风险因子Source：TheGlobalBurdenofDisease,2010我国每年220多万人因空气污染致死中国十大致死风险因子Source：TheGlobalBu23日前“大气污染”被列为一级致癌物质世界卫生组织（WHO）国际癌症研究机构（IARC）联合发布大气污染物致癌风险评估的简要报告，正式将户外空气污染定为致癌物质,将大气污染列为人类致癌因素之一。大气污染中的主要成分——颗粒物也被列为致癌因素。法国里昂10月8-15日的工作会议上，经与会专家评议，讨论通过将“大气污染”定为人类一级致癌物质。完整评估报告计划于一年内正式发布。最新的数据表明，在2010年，空气污染造成全世界22.3万人死于肺癌。来源：ChinaDaily,

2013-10-18日前“大气污染”被列为一级致癌物质世界卫生组织（WHO）国际24新的大气环境质量标准已经由2012年3月7日国务院常委会讨论通过出台新标准增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)8小时浓度限值监测指标，严格了PM10和NO2的指标值在新的空气质量标准和新的检测指标要求出台后，各级政府将面临更大的改善空气质量的压力目前，各省市已开始考虑制定达标规划标准(μg/m3)日均值年均值PM2.57535新的大气环境质量标准已经由2012年3月7日国务院常委会讨论252013年京津冀和珠三角区域所有城市均未达标，长三角区域仅舟山六项污染物全部达标。区域城市总数SO2NO2PM10COO3PM2.5综合达标京津冀137306800长三角2525102252111珠三角995594002013年新标准第一阶段监测实施城市不同空气质量级别天数比例2013年京津冀和珠三角区域所有城市均未达标，长三角区域仅舟26PM2.515~3535~7070~100>100mg/m3（来源：2014中国环境状况公报，环保部）全国161各城市监测结果：PM2.5年均浓度超标177%达标城市比例：11.2

%PM2.515~35mg/m3（来源：2014中国环境状况公27雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾霾的形成机制—内因与外因需要注意的问题雾与霾28污染物排放是造成重污染日的根本原因——

内因

污染物的一次排放（量）；二次污染物的生成（转化量）在污染物排放总量变化不大的情况下，不利的气象条件是重污染日的主导因素——

外因污染物排放是造成重污染日的根本原因——29大气细颗粒物的来源工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天然源排放的一次粒子由气体向颗粒物转化而生成的二次粒子混合物大气细颗粒物由天然和人为活动产生，目前后者为主。我国各地的PM2.5占PM10的份额约50-80%大气细颗粒物的来源工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天30由气体向颗粒物转化而生成的二次颗粒物

混合物城市大气细颗粒物PM2.5的来源工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天然源排放的一次颗粒物各种尘（沙尘、风尘、扬尘、建筑、道路尘）各种燃烧过程和工业过程产生的尘等

硫酸盐、硝酸盐、铵盐及有机颗粒物由气体向颗粒物转化而生成的二次颗粒物城市大气细颗粒物PM2.31PM2.5主要化学组成PM2.5主要化学组成32

大气氧化剂可以将直接排放的一次污染物转化成细颗粒物(PM2.5)大气氧化剂(O3,OH)SO2等细粒子VOC、NOx尾气、工业、燃煤hv大气氧化剂(O3,OH)SO2等细粒子VOC、NOx尾气、工业、燃煤hv大气氧化剂可以将直接排放的一次污染物转化成细颗粒物(PM33

一次排放的气态污染物SO2，NOx，VOC

（挥发性有机物）大气氧化性O3，

OH

NOx+VOCPM2.5大气氧化性O3，OHNOx+VO34复合型污染 不是简单叠加 造成二次污染煤燃烧汽车尾气扬尘等++当前大气污染的特征复合型污染煤燃烧汽车尾气扬尘等++当前大气污染的特征35大气氧化剂(O3,OH)hv二次污染复合污染通量天然源沉降SO2,NOx等HC、NOx

PM10、PM2.5细粒子(SO42-,NO3-)

复合性大气污染的机制及特征多种污染物多种污染类型叠加多种过程耦合多尺度污染（局地与区域）相互作用多种污染物综合控制上风向输送

细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送更高浓度细粒子,O3输送关键物种大气氧化剂hv二次污染复合污染通量天然源沉降SO2,NOx36大气氧化性

氮氧化物NOx挥发性碳氢化合物

VOC臭氧O3+OH自由基OHradicals二氧化硫SO2氮氧化物NOx硫酸、硫酸盐硝酸、硝酸盐细颗粒物Aerosol有机物VOC酸雨VOCsNOxO3+PM2.5光化学烟雾+大气氧化性氮氧化物挥发性碳氢化合物臭氧+OH自由基OHr37大气氧化性：地球大气环境是氧化性介质氧气含量很高(21%O2)热力学属性氧化性KhalilandRasmussen,1993观测证据CO的大气寿命大约2个月。如果没有氧化过程，地球大气中CO的浓度会在50年内达到毒性水平（>30ppmv）。大气氧化性：地球大气环境是氧化性介质氧气含量很高(21%38新粒子的生成和增长(Kulmalaetal.,Science,2003;DalMasoetal.,BER,2005)新粒子生成事件的判定出现新的模态(3-10nm)数浓度急剧增加存在一段时间并呈现增长趋势NucleationInitialGrowthFurtherGrowth新粒子的生成和增长(Kulmalaetal.,Scie39WiedensohlerAetal,J.Geophys.Res.,2009Carebeijing2006伴随着二次转化PM1.0浓度快速增加Secondaryformation新粒子生成后续增长WiedensohlerAetal,J.Geoph40受强静稳天气影响的重污染日统计主要特征高空为暖脊，低空形成较强逆温，不利于污染物垂直方向的扩散；地面气压梯度弱，持续出现小风或静风，不利于污染物水平方向的扩散；气温较常年平均偏高，湿度偏大，经常伴有“雾”，北京大气氧化性强，有利于气态污染物如SO2等转化为二次粒子，形成灰霾天气，成为重度污染。受强静稳天气影响的重污染日统计主要特征高空为暖脊，低空形成较41北京的气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候。春季干旱多风，经常遭受外来沙尘影响；夏季炎热多雨；秋季凉爽湿润，但时有静风大雾天气；冬季干燥寒冷，通常逆温持续时间较长。另外，平原地区西、北和东北方向环山，山脊连成平均海拔1000米左右的弧形屏障，地形呈簸箕状，大气污染物不易向外输送，大气自净能力不强。总体上看，北京每年出现有利和一般气象条件约占60%，不利的气象条件约占40%，其中部分可能出现重污染日。北京的气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候。春季干旱多风，经常42造成城市重污染的天气过程通常是大-中尺度的，在同一天气过程影响之下的天津、河北的石家庄、保定、邯郸以及山西和内蒙等部分地区一般也易同时出现重污染状况，形成大范围的区域污染。造成城市重污染的天气过程通常是大-中尺度的，在同一天气过程影43建议有效利用外因条件协助内因控制：

建立常态化的天气及气象预测、预报及预警体系;结合气象条件，划分不同天气过程影响城市空气质量的源区，有针对性地根据不利天气系统开展分区、分源控制，以达到预防和减缓重污染出现的频率。持续改善空气质量、预防和减缓重污染过程建议有效利用外因条件协助内因控制：持续改善空气质量、预防44雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾霾的形成机制—内因与外因需要注意的问题雾与霾452013年8月，南通市臭氧超标率达40%南通市2013年8月臭氧最大小时平均浓度可达350

μg/m3长三角地区——臭氧超标问题2013年8月，南通市臭氧超标率达40%长三角地区——臭氧超46热电厂机动车工业炉窑生活中国的NOx排放NOx的主要来源(2010)中国NOx排放情况

NOx排放持续增长，面临挑战(Richteretal.,Nature,Sept1,2005)热电厂机动车工业炉窑生活中国的NOx排放NOx的主要来源472011年工业VOCs排放量约1550万吨.2011年，包括炼油厂，基础化学材料生产和印刷等，贡献91.4%.VOCs排放量大，种类多控制VOCs排放任重道远中国VOCs排放情况1978-2012年我国排放VOCs量的年际变化主要的石化工业分布2011年工业VOCs排放量约1550万吨.VOCs排放量48VOCs生产储运使用VOCs作为工业原料的生产过程使用含NMVOC产品的生产过程2011VOCs的工业排放约为1541万吨。VOCs工业排放（2011）石油炼制&石油化工木器涂料(家具制造)印刷业机械设备制造油品储运建筑装饰焦炭生产食品饮料生产VOCs生产储运使用VOCs作为工业原料的生产过程使用含NM49大气细粒子主要特点来源复杂——涉及污染源广成因复杂——非线性化学过程组分复杂——一次和二次二次PM2.5生成速度块PM2.5在PM10中占较大比例PM2.5污染问题标志着大气污染的特征由主要控制一次污染向加强防治二次污染转变大气细粒子主要特点来源复杂——涉及污染源广PM2.5污染问题50三个显著的特征细粒子污染严重，能见度降低。高浓度的气溶胶细粒子使城市大气能见度下降大气氧化能力不断增强----臭氧增高，气溶胶细粒子中SO42-、NO3-和有机碳浓度较高以城市为中心，形成区域性大气污染三个显著的特征51大气污染控制应依据其大气污染的

基本特征发生转变以控制一次污染为主转变为控制一次污染物和二次污染物并存的历史新阶段；以控制局地污染为主转变为区域污染控制；以粗放性控制的手段转变为精细化管理的新的时期大气污染控制应依据其大气污染的

基本特征发生转变以控制一次污52结束语此阶段还将持续较长的一段时间（经济继续增长、城市化发展、城市群扩大…）防和治要一起考虑复合污染的复杂性使问题解决的难度增大（一次污染物的浓度即使达标由于大气的氧化性仍可能产生二次污染、天气过程的影响…）要有足够的估计对可能产生的环境影响认识或掌握要加强，使过程中负面影响尽量减少（健康、生态、局地和区域气候）控制战略和措施必须考虑到污染物的内在联系需要仔细研究的问题尚很多…结束语此阶段还将持续较长的一段时间（经济继续增长、城市化发展53

谢谢谢谢谢谢谢谢54关于雾霾关于雾霾55雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾霾的形成机制—内因与外因需要注意的问题雾与霾56在我国改革开放以前,经济相对欠发达时期,都市霾是极少见到的,因而并未引起人们的注意。由于经济规模的迅速扩大和城市化进程的加快,大气颗粒物污染日趋严重,由颗粒物造成的能见度恶化事件越来越多,因而在观测实践中,常常会碰到和视程障碍相关联的天气现象定名问题,即当能见度小于10km时,造成视程障碍的天气现象称为霾（Haze）。

在我国改革开放以前,经济相对欠发达时期,都市霾是极少见到57雾：近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，水平能见度＜1km，相对湿度接近100%（饱和）霾：大量极细微的干尘粒、烟粒、盐粒等均匀地游浮在空中，使水平能见度＜10km的空气普遍浑浊的现象。出现霾时，空气一般来说比较干燥，相对湿度在80%以下。雾霾雾与霾的定义引自中国气象科学院雾：近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，水58

雾（Fog）与霾（Haze）的区别

霾与雾的区别在于发生霾或雾时的相对湿度一般相对湿度<80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的相对湿度>90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的相对湿度介于80%～90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的,但其主要成分是霾。雾（Fog）与霾（Haze）的区别霾与雾的区别在于发生59霾的厚度比较厚，可达1～3km左右，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，因而在霾中能见度非常均匀；霾粒子的尺度比较小，从0.001μm到10μm，平均直径大约在1～2μm左右,肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，易散射波长较长的光，因而霾看起来呈黄色或橙灰色在城市严重空气污染地区，霾可以频繁出现，又主要呈橙灰色，而且城市污染大气气溶胶中有许多黑碳粒子,因而也将其称之为灰霾。霾的厚度比较厚，可达1～3km左右，与晴空区之间没有明显的边602013年1月1日至10月31日全国霾日数分布图我国中东部地区霾日数异常偏多2013年全国平均霾日数为35.9天，为1961年以来最多。中东部地区雾和霾天气多发，华北中南部至江南北部的大部分地区雾和霾日数范围为50～100天，部分地区超过100天。江苏超过100天，与常年同期相比，河北、北京、山东、河南、江苏、浙江等地偏多40天以上。引自中国气象科学院2013年1月1日至10月31日全国霾日数分布图我国中东部地6162四季霾日变化缓慢上升平稳阶段快速上升快速上升平稳阶段缓慢上升春季夏季秋季冬季

霾日的季节差异不大可能与污染源排放的差异有关，可能更主要与大气环流条件（包括风场、层结条件、水汽、温度以及降水等条件）有关1961-2011年不同季节全国平均霾日数的历年变化（单位：天）(黑色粗实线为1981-2010气候平均；红色虚线表示9点平滑曲线)（丁一汇，柳艳菊等，2013）8四季霾日变化缓慢上升平稳阶段快速上升快速上升平稳阶段缓慢上1961-2011年全国平均能见度的历年变化（单位：级）(黑色粗实线为1981-2010气候平均；红色虚线表示9点平滑曲线)（丁一汇，柳艳菊等，2013）能见度近20年能见度恶化4-10km1961-2011年全国平均能见度的历年变化（单位：级）(黑63雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾内因与外因需要注意的问题雾与霾64大气颗粒物（气溶胶）大气中含有大量气溶胶粒子（颗粒物） 可高达107——108粒子/cm3粒径大小可覆盖四个量级，

几个纳米（nm)到100微米(m)大气颗粒物（气溶胶）65

环境大气颗粒物粒径分布02468100.010.1110100颗粒物空气动力学直径(µm)RelativeConcentration细粒子粗粒子PM10PM2.5TSPPM0.1扬尘

海盐、花粉等硫酸盐硝酸盐氨盐有机物碳黑重金属等

碳超细粒子CondensationDroplet总悬浮颗粒物可吸入颗粒物细颗粒物超细颗粒物环境大气颗粒物粒径分布02468100.010.1110166

PM10,PM2.5,

和超细颗粒物PM0.1的比较PM10(10mm)PM2.5(2.5mm)UltrafinePM(0.1mm)

人发(60mm

直径)PM2.5(2.5mm)PM10(10mm)

三者直径的比较（引自M.Walsh）PM10,PM2.5,

和超细颗粒物PM0.1的比较67关于雾霾课件68关于雾霾课件69主要研究成果－证实大气灰霾主要来自PM2.5颗粒物质量浓度与能见度的关糸主要研究成果－证实大气灰霾主要来自PM2.5颗粒物质量浓度与70消光系数包括以下四个部分：

Bext=Bag+Bap+Bsg+BspBag：气体分子吸收系数，主要是NO2的吸收Bsg

：气体分子瑞利散射，即洁净空气的散射贡献Bap：颗粒物吸收消光系数，黑碳和有机物等吸收Bsp

：颗粒物散射消光系数，硫酸盐、硝酸盐、有机物等散射城市大气颗粒物消光占大气组分总消光80%~90%，起消光作用的主要粒径段为0.1~2.5μm，因此主要是细粒子（PM2.5）的消光作用细粒子中大部分散射消光组分具有吸湿性，进而显著改变组分的消光效率，因此需要考虑颗粒物中水分（相对湿度）对消光的影响能见度下降是由大气组分的消光造成的消光系数包括以下四个部分：能见度下降是由大气组分的消光造成的71

局地污染区域输送全球变化PM2.5小粒子~环境大问题气候棕色云灰霾健康酸雨局地污染区域输送全球变化PM2.5小粒子~环境大问题72小粒子大问题局地大气污染负面的健康效应城市能见度下降区域大气污染酸沉降，对湖泊、森林等生态系统造成危害水体富营养化，影响水体质量全球大气污染影响地球辐射平衡，以及全球变化平流层臭氧损耗提供反应表面并催化小粒子大问题局地大气污染负面的健康效应区域大气污染酸沉降，73关于雾霾课件74细颗粒物对心血管系统的影响肺部神经反射肺部炎症反应机体炎症反应氧化应激内皮功能障碍白细胞和血小板活化急性期反应和凝集因子释放板块破裂血栓形成心肌梗塞自主神经系统自律性传导性复极化心律不齐心律、心率动脉粥样硬化形成和板块不稳定大气颗粒物（修改自R.D.Brook，2004）研究表明，细颗粒物可导致人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生育系统、神经系统、遗传系统的影响，但机制非常复杂，目前很多影响和机制尚不清楚细颗粒物对心血管系统的影响肺部神经反射肺部炎症反应机体炎症反75空气污染位列十大全球致死风险因子成年人每天需吸入10~15立方米的空气。平均每天有80%左右的时间是在室内度过的。室内、外空气的清洁程度都与人的健康关系密切全球每年600多万人因空气污染致死Source：TheGlobalBurdenofDisease,2010该报告由IHME权威发布。是由50个国家303个研究机构的488名学者共同研究的成果空气污染位列十大全球致死风险因子成年人每天需吸入10~15立76中国十大致死风险因子Source：TheGlobalBurdenofDisease,2010我国每年220多万人因空气污染致死中国十大致死风险因子Source：TheGlobalBu77日前“大气污染”被列为一级致癌物质世界卫生组织（WHO）国际癌症研究机构（IARC）联合发布大气污染物致癌风险评估的简要报告，正式将户外空气污染定为致癌物质,将大气污染列为人类致癌因素之一。大气污染中的主要成分——颗粒物也被列为致癌因素。法国里昂10月8-15日的工作会议上，经与会专家评议，讨论通过将“大气污染”定为人类一级致癌物质。完整评估报告计划于一年内正式发布。最新的数据表明，在2010年，空气污染造成全世界22.3万人死于肺癌。来源：ChinaDaily,

2013-10-18日前“大气污染”被列为一级致癌物质世界卫生组织（WHO）国际78新的大气环境质量标准已经由2012年3月7日国务院常委会讨论通过出台新标准增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)8小时浓度限值监测指标，严格了PM10和NO2的指标值在新的空气质量标准和新的检测指标要求出台后，各级政府将面临更大的改善空气质量的压力目前，各省市已开始考虑制定达标规划标准(μg/m3)日均值年均值PM2.57535新的大气环境质量标准已经由2012年3月7日国务院常委会讨论792013年京津冀和珠三角区域所有城市均未达标，长三角区域仅舟山六项污染物全部达标。区域城市总数SO2NO2PM10COO3PM2.5综合达标京津冀137306800长三角2525102252111珠三角995594002013年新标准第一阶段监测实施城市不同空气质量级别天数比例2013年京津冀和珠三角区域所有城市均未达标，长三角区域仅舟80PM2.515~3535~7070~100>100mg/m3（来源：2014中国环境状况公报，环保部）全国161各城市监测结果：PM2.5年均浓度超标177%达标城市比例：11.2

%PM2.515~35mg/m3（来源：2014中国环境状况公81雾与霾细颗粒物（PM2.5）与霾霾的形成机制—内因与外因需要注意的问题雾与霾82污染物排放是造成重污染日的根本原因——

内因

污染物的一次排放（量）；二次污染物的生成（转化量）在污染物排放总量变化不大的情况下，不利的气象条件是重污染日的主导因素——

外因污染物排放是造成重污染日的根本原因——83大气细颗粒物的来源工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天然源排放的一次粒子由气体向颗粒物转化而生成的二次粒子混合物大气细颗粒物由天然和人为活动产生，目前后者为主。我国各地的PM2.5占PM10的份额约50-80%大气细颗粒物的来源工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天84由气体向颗粒物转化而生成的二次颗粒物

混合物城市大气细颗粒物PM2.5的来源工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天然源排放的一次颗粒物各种尘（沙尘、风尘、扬尘、建筑、道路尘）各种燃烧过程和工业过程产生的尘等

硫酸盐、硝酸盐、铵盐及有机颗粒物由气体向颗粒物转化而生成的二次颗粒物城市大气细颗粒物PM2.85PM2.5主要化学组成PM2.5主要化学组成86

大气氧化剂可以将直接排放的一次污染物转化成细颗粒物(PM2.5)大气氧化剂(O3,OH)SO2等细粒子VOC、NOx尾气、工业、燃煤hv大气氧化剂(O3,OH)SO2等细粒子VOC、NOx尾气、工业、燃煤hv大气氧化剂可以将直接排放的一次污染物转化成细颗粒物(PM87

一次排放的气态污染物SO2，NOx，VOC

（挥发性有机物）大气氧化性O3，

OH

NOx+VOCPM2.5大气氧化性O3，OHNOx+VO88复合型污染 不是简单叠加 造成二次污染煤燃烧汽车尾气扬尘等++当前大气污染的特征复合型污染煤燃烧汽车尾气扬尘等++当前大气污染的特征89大气氧化剂(O3,OH)hv二次污染复合污染通量天然源沉降SO2,NOx等HC、NOx

PM10、PM2.5细粒子(SO42-,NO3-)

复合性大气污染的机制及特征多种污染物多种污染类型叠加多种过程耦合多尺度污染（局地与区域）相互作用多种污染物综合控制上风向输送

细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送细粒子,O3上风向输送更高浓度细粒子,O3输送关键物种大气氧化剂hv二次污染复合污染通量天然源沉降SO2,NOx90大气氧化性

氮氧化物NOx挥发性碳氢化合物

VOC臭氧O3+OH自由基OHradicals二氧化硫SO2氮氧化物NOx硫酸、硫酸盐硝酸、硝酸盐细颗粒物Aerosol有机物VOC酸雨VOCsNOxO3+PM2.5光化学烟雾+大气氧化性氮氧化物挥发性碳氢化合物臭氧+OH自由基OHr91大气氧化性：地球大气环境是氧化性介质氧气含量很高(21%O2)热力学属性氧化性KhalilandRasmussen,1993观测证据CO的大气寿命大约2个月。如果没有氧化过程，地球大气中CO的浓度会在50年内达到毒性水平（>30ppmv）。大气氧化性：地球大气环境是氧化性介质氧气含量很高(21%92新粒子的生成和增长(Kulmalaetal.,Science,2003;DalMasoetal.,BER,2005)新粒子生成事件的判定出现新的模态(3-10nm)数浓度急剧增加存在一段时间并呈现增长趋势NucleationInitialGrowthFurtherGrowth新粒子的生成和增长(Kulmalaetal.,Scie93WiedensohlerAetal,J.Geophys.Res.,2009Carebeijing2006伴随着二次转化PM1.0浓度快速增加Secondaryformation新粒子生成后续增长WiedensohlerAetal,J.Geoph94受强静稳天气影响的重污染日统计主要特征高空为暖脊，低空形成较强逆温，不利于污染物垂直方向的扩散；地面气压梯度弱，持续出现小风或静风，不利于污染物水平方向的扩散；气温较常年平均偏高，湿度偏大，经常伴有“雾”，北京大气氧化性强，有利于气态污染物如SO2等转化为二次粒子，形成灰霾天气，成为重度污染。受强静稳天气影响的重污染日统计主要特征高空为暖脊，低空形成较95北京的气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候。春季干旱多风，经常遭受外来沙尘影响；夏季炎热多雨；秋季凉爽湿润，但时有静风大雾天气；冬季干燥寒冷，通常逆温持续时间较长。另外，平原地区西、北和东北方向环山，山脊连成平均海拔1000米左右的弧形屏障，地形呈簸箕状，大气污染物不易向外输送，大气自净能力不强。总体上看，北京每年出现有利和一般气象条件约占60%，不利的气象条件约占40%，其中部分可能出现重污染日。北京的气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候。春季干旱